JP2014199847A - Ｅｕｖリソグラフィー用マスクブランク用基板の製造方法、ｅｕｖリソグラフィー用多層反射膜付き基板の製造方法、ｅｕｖリソグラフィー用マスクブランクの製造方法、及びｅｕｖリソグラフィー用転写マスクの製造方法 - Google Patents
Ｅｕｖリソグラフィー用マスクブランク用基板の製造方法、ｅｕｖリソグラフィー用多層反射膜付き基板の製造方法、ｅｕｖリソグラフィー用マスクブランクの製造方法、及びｅｕｖリソグラフィー用転写マスクの製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】研磨加工後の基板表面のうねりの発生を抑制し、高い平坦度の基板を製造することが可能なＥＵＶリソグラフィー用マスクブランク用基板の製造方法を提供する。【解決手段】回転面に研磨パッドを備える定盤に、基板をセットし、研磨パッドと前記基板との間にシリカ又はコロイダルシリカの研磨砥粒を含む研磨液を供給しつつ、研磨パッドの研磨面に対して基板を相対移動させ、基板の主表面を研磨する研磨工程を備える。上記研磨パッドは、少なくとも基材と表面に開孔を有する発泡した樹脂からなるナップ層とからなる。研磨パッドの圧縮変形量は３３０μｍ以下であり、ナップ層を形成する樹脂の１００％モジュラスが３ＭＰａ以上１４ＭＰａ以下である。【選択図】図４
Description
本発明は、半導体装置製造等に使用される露光用マスクを製造するためのＥＵＶリソグラフィー用マスクブランク用基板の製造方法、ＥＵＶリソグラフィー用多層反射膜付き基板の製造方法、ＥＵＶリソグラフィー用マスクブランクの製造方法、及びＥＵＶリソグラフィー用転写マスクの製造方法に関するものである。
近年における超ＬＳＩデバイスの高密度化、高精度化の更なる要求に伴い、極紫外（ExtremeUltra Violet：以下、EUVと略称する。）光を用いた露光技術であるEUVリソグラフィーが有望視されている。ここで、EUV光とは、軟X線領域又は真空紫外線領域の波長帯の光を指し、具体的には波長が０．２〜１００ｎｍ程度の光のことである。このEUVリソグラフィーにおいて用いられるマスクとしては、たとえば下記特許文献１に記載された露光用反射型マスクが提案されている。
このような反射型マスクは、基板上に露光光を反射する多層反射膜が形成され、該多層反射膜上に露光光を吸収する吸収体膜がパターン状に形成されたものである。露光装置（パターン転写装置）に搭載された反射型マスクに入射した光は、吸収体膜のある部分では吸収され、吸収体膜のない部分では多層反射膜により反射された光像が反射光学系を通して半導体基板上に転写される。
ところで、上述のような反射型マスクの製造に用いられるマスクブランク用基板は、大まかに分けて、（１）合成石英インゴットからマスクブランク用基板の形状に切り出す工程、（２）切り出した基板の主表面、端面および面取り面に対して研削を行う研削工程、（３）研削工程後の基板の主表面、端面および面取り面に対して研磨を行う工程を経て製造される。
主表面の研磨は、両面研磨装置を用いて両面同時に行われる。また、主表面の研磨は多段階の研磨工程を経て行われる。主表面の研磨では、酸化セリウム等の研磨剤を用いる粗研磨および精密研磨が行われ、さらにシリカまたはコロイダルシリカ等の研磨剤を用いる超精密研磨が１〜２段階行われる。
主表面の研磨は、両面研磨装置を用いて両面同時に行われる。また、主表面の研磨は多段階の研磨工程を経て行われる。主表面の研磨では、酸化セリウム等の研磨剤を用いる粗研磨および精密研磨が行われ、さらにシリカまたはコロイダルシリカ等の研磨剤を用いる超精密研磨が１〜２段階行われる。
両面研磨装置の上下研磨定盤の研磨面には研磨パッド（研磨布）が貼り付けられている。研磨される基板は、キャリアに保持され、上下定盤の両研磨パッド間に所定の圧力で挟まれる。そして、キャリアによって、基板は定盤上を自転かつ公転させられ、両主表面が研磨される。
超精密研磨工程後、すなわち所定の研磨がすべて行われた基板の主表面には、所定値以下の高い平坦度、所定値以下の高い表面粗さ、所定値以上の大きさの表面欠陥が存在しないことが求められる。
上述のＥＵＶリソグラフィー用の露光装置は、マスクをセットするマスクステージが、基板の多層反射膜が形成されている主表面とは反対側の主表面を全面チャックする構造となっている。この反対側の主表面の形状が、対称性が低かったり、平坦度が悪いと、マスクステージに全面チャックされたときに、多層反射膜と吸収体膜が形成されている側の主表面の形状変化が大きくなり、転写パターン精度が低下するという重大な問題となる。従って、とりわけＥＵＶリソグラフィーに適用される転写マスク（反射型マスク）の製造に使用される基板の場合、転写パターンが形成される側の主表面の形状だけでなく、反対のチャック側の主表面の形状に対しても、高い対称性と高い平坦度が求められる。
従来は、ＥＵＶリソグラフィー用のマスクブランク用ガラス基板の製造においては、シリカまたはコロイダルシリカを用いる超精密研磨工程では、傷欠陥の発生を抑制するため、比較的柔らかい（硬度の小さい）研磨パッドを適用していた。その結果、ガラス基板表面のうねりが顕在化していた。このうねりは、平坦度測定機でも観測することができるもので、このうねりによって、平坦度が約１０ｎｍ程度上昇すると考えられる。近年、ＥＵＶリソグラフィーに適用される転写マスクには、３０ｎｍ以下の平坦度が求められており、これを実現する上で大きな障害となる上記うねりを可能な限り顕在化させないような加工法が求められている。
また、本発明者の検討では、極端にうねりが発生している基板の平坦度測定を連続で行うと、うねりが平坦度測定誤差の要因となることも判明した。この点でも基板表面に発生するうねりを可能な限り抑制することが望ましい。
また、本発明者の検討では、極端にうねりが発生している基板の平坦度測定を連続で行うと、うねりが平坦度測定誤差の要因となることも判明した。この点でも基板表面に発生するうねりを可能な限り抑制することが望ましい。
そこで本発明の目的は、第一に、研磨加工後の基板表面のうねりの発生を抑制し、高い平坦度の基板を製造することが可能なＥＵＶリソグラフィー用マスクブランク用基板の製造方法を提供することであり、第二に、研磨加工後の基板表面のうねりの発生を抑制し、かつ傷欠陥も低減できるＥＵＶリソグラフィー用マスクブランク用基板の製造方法を提供することであり、第三に、このようなマスクブランク用基板を用いたＥＵＶリソグラフィー用多層反射膜付き基板の製造方法、ＥＵＶリソグラフィー用マスクブランクの製造方法、及びＥＵＶリソグラフィー用転写マスクの製造方法を提供することである。
本発明者は、上記課題を解決するため、基材とナップ層とからなる研磨パッドの各種物性に着目し鋭意研究した結果、研磨パッドの圧縮変形量と、ナップ層を形成する樹脂のモジュラスとの組合せを適正に選定することによって上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成したものである。
すなわち、上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。
すなわち、上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。
（構成１）
回転面に研磨パッドを備える定盤に、基板をセットし、前記研磨パッドと前記基板との間にシリカ又はコロイダルシリカの研磨砥粒を含む研磨液を供給しつつ、前記研磨パッドの研磨面に対して前記基板を相対移動させ、前記基板の主表面を研磨する研磨工程を備えるＥＵＶリソグラフィー用マスクブランク用基板の製造方法であって、前記研磨パッドは、少なくとも、基材と、前記基材上に形成され、表面に開孔を有する発泡した樹脂からなるナップ層とからなり、前記研磨パッドの圧縮変形量が３３０μｍ以下であり、前記ナップ層を形成する樹脂の１００％モジュラスが３ＭＰａ以上１４ＭＰａ以下であることを特徴とするＥＵＶリソグラフィー用マスクブランク用基板の製造方法。
回転面に研磨パッドを備える定盤に、基板をセットし、前記研磨パッドと前記基板との間にシリカ又はコロイダルシリカの研磨砥粒を含む研磨液を供給しつつ、前記研磨パッドの研磨面に対して前記基板を相対移動させ、前記基板の主表面を研磨する研磨工程を備えるＥＵＶリソグラフィー用マスクブランク用基板の製造方法であって、前記研磨パッドは、少なくとも、基材と、前記基材上に形成され、表面に開孔を有する発泡した樹脂からなるナップ層とからなり、前記研磨パッドの圧縮変形量が３３０μｍ以下であり、前記ナップ層を形成する樹脂の１００％モジュラスが３ＭＰａ以上１４ＭＰａ以下であることを特徴とするＥＵＶリソグラフィー用マスクブランク用基板の製造方法。
構成１にあるように、回転面に研磨パッドを備える定盤に、基板をセットし、前記研磨パッドと前記基板との間にシリカ又はコロイダルシリカの研磨砥粒を含む研磨液を供給しつつ、前記研磨パッドの研磨面に対して前記基板を相対移動させ、前記基板の主表面を研磨する研磨工程において、少なくとも、基材と、前記基材上に形成され、表面に開孔を有する発泡した樹脂からなるナップ層とからなる研磨パッドの圧縮変形量が３３０μｍ以下であり、前記ナップ層を形成する樹脂の１００％モジュラスが３ＭＰａ以上１４ＭＰａ以下である研磨パッドを適用することにより、研磨加工後の基板表面のうねりの発生を抑制でき、その結果、高い平坦度の基板を製造することが可能となる。
（構成２）
前記マスクブランク用基板は、多成分系ガラス基板であることを特徴とする構成１に記載のＥＵＶリソグラフィー用マスクブランク用基板の製造方法。
（構成３）
前記多成分系ガラス基板は、ＳｉＯ２−ＴｉＯ２系ガラスであることを特徴とする構成２に記載のＥＵＶリソグラフィー用マスクブランク用基板の製造方法。
本発明によれば、ＥＵＶリソグラフィー用マスクブランク用基板として好ましく用いられる多成分系ガラス基板（構成２）において、研磨加工後の基板表面のうねりの発生を抑制でき、その結果、高い平坦度の基板を製造することが可能となる。本発明は、例えばＳｉＯ２−ＴｉＯ２系ガラス（構成３）からなる多成分系ガラス基板において好適である。
前記マスクブランク用基板は、多成分系ガラス基板であることを特徴とする構成１に記載のＥＵＶリソグラフィー用マスクブランク用基板の製造方法。
（構成３）
前記多成分系ガラス基板は、ＳｉＯ２−ＴｉＯ２系ガラスであることを特徴とする構成２に記載のＥＵＶリソグラフィー用マスクブランク用基板の製造方法。
本発明によれば、ＥＵＶリソグラフィー用マスクブランク用基板として好ましく用いられる多成分系ガラス基板（構成２）において、研磨加工後の基板表面のうねりの発生を抑制でき、その結果、高い平坦度の基板を製造することが可能となる。本発明は、例えばＳｉＯ２−ＴｉＯ２系ガラス（構成３）からなる多成分系ガラス基板において好適である。
（構成４）
前記研磨工程の後、前記主表面の表面形態情報を測定する表面形態情報測定工程と、前記表面形態情報測定工程で得られた測定結果に基づいて、所望の平坦度となるように前記主表面の場所ごとに加工条件を設定して局所加工する局所加工工程と、前記局所加工工程の後、所望の平滑度となるように仕上げ研磨する仕上げ研磨工程と、を有することを特徴とする請求項１に記載のＥＵＶリソグラフィー用マスクブランク用基板の製造方法。
構成４にあるように、前記研磨工程の後、前記主表面の表面形態情報を測定する表面形態情報測定工程と、前記表面形態情報測定工程で得られた測定結果に基づいて、所望の平坦度となるように前記主表面の場所ごとに加工条件を設定して局所加工する局所加工工程と、前記局所加工工程の後、所望の平滑度となるように仕上げ研磨する仕上げ研磨工程とを行うことにより、上記構成１による研磨加工後のうねりの発生を抑制した基板表面を維持しつつ、かつ深さの浅い傷が除去されて傷欠陥も低減でき、高平坦度（例えば３０ｎｍ以下）の基板を製造することが可能である。
前記研磨工程の後、前記主表面の表面形態情報を測定する表面形態情報測定工程と、前記表面形態情報測定工程で得られた測定結果に基づいて、所望の平坦度となるように前記主表面の場所ごとに加工条件を設定して局所加工する局所加工工程と、前記局所加工工程の後、所望の平滑度となるように仕上げ研磨する仕上げ研磨工程と、を有することを特徴とする請求項１に記載のＥＵＶリソグラフィー用マスクブランク用基板の製造方法。
構成４にあるように、前記研磨工程の後、前記主表面の表面形態情報を測定する表面形態情報測定工程と、前記表面形態情報測定工程で得られた測定結果に基づいて、所望の平坦度となるように前記主表面の場所ごとに加工条件を設定して局所加工する局所加工工程と、前記局所加工工程の後、所望の平滑度となるように仕上げ研磨する仕上げ研磨工程とを行うことにより、上記構成１による研磨加工後のうねりの発生を抑制した基板表面を維持しつつ、かつ深さの浅い傷が除去されて傷欠陥も低減でき、高平坦度（例えば３０ｎｍ以下）の基板を製造することが可能である。
（構成５）
構成１乃至４のいずれかに記載の製造方法により得られるマスクブランク用基板の前記主表面上に、露光光を反射する多層反射膜を形成することを特徴とするＥＵＶリソグラフィー用多層反射膜付き基板の製造方法。
上記構成１乃至４のいずれかの製造方法により得られるマスクブランク用基板の前記主表面上に、露光光を反射する多層反射膜を形成することにより、基板表面のうねり等に起因する欠陥の無いＥＵＶリソグラフィー用多層反射膜付き基板を得ることができる。
構成１乃至４のいずれかに記載の製造方法により得られるマスクブランク用基板の前記主表面上に、露光光を反射する多層反射膜を形成することを特徴とするＥＵＶリソグラフィー用多層反射膜付き基板の製造方法。
上記構成１乃至４のいずれかの製造方法により得られるマスクブランク用基板の前記主表面上に、露光光を反射する多層反射膜を形成することにより、基板表面のうねり等に起因する欠陥の無いＥＵＶリソグラフィー用多層反射膜付き基板を得ることができる。
（構成６）
構成１乃至４のいずれかに記載の製造方法により得られるマスクブランク用基板の前記主表面上、若しくは、構成５に記載の多層反射膜付き基板の前記多層反射膜上に、転写パターン形成用薄膜を形成することを特徴とするＥＵＶリソグラフィー用マスクブランクの製造方法。
上記構成１乃至４のいずれかの製造方法により得られるマスクブランク用基板の前記主表面上、若しくは、構成５の多層反射膜付き基板の前記多層反射膜上に、転写パターン形成用薄膜を形成することにより、基板表面のうねり等に起因する欠陥の無いＥＵＶリソグラフィー用マスクブランクを得ることができる。
構成１乃至４のいずれかに記載の製造方法により得られるマスクブランク用基板の前記主表面上、若しくは、構成５に記載の多層反射膜付き基板の前記多層反射膜上に、転写パターン形成用薄膜を形成することを特徴とするＥＵＶリソグラフィー用マスクブランクの製造方法。
上記構成１乃至４のいずれかの製造方法により得られるマスクブランク用基板の前記主表面上、若しくは、構成５の多層反射膜付き基板の前記多層反射膜上に、転写パターン形成用薄膜を形成することにより、基板表面のうねり等に起因する欠陥の無いＥＵＶリソグラフィー用マスクブランクを得ることができる。
（構成７）
構成６に記載の製造方法により得られるマスクブランクにおける前記薄膜をパターニングして、転写パターンを形成することを特徴とするＥＵＶリソグラフィー用転写マスクの製造方法。
上記構成６の製造方法により得られるマスクブランクにおける前記薄膜をパターニングして、転写パターンを形成することにより、基板表面のうねり等に起因する欠陥が無く、パターン精度の良好なパターン転写を行えるＥＵＶリソグラフィー用転写マスクを得ることができる。
構成６に記載の製造方法により得られるマスクブランクにおける前記薄膜をパターニングして、転写パターンを形成することを特徴とするＥＵＶリソグラフィー用転写マスクの製造方法。
上記構成６の製造方法により得られるマスクブランクにおける前記薄膜をパターニングして、転写パターンを形成することにより、基板表面のうねり等に起因する欠陥が無く、パターン精度の良好なパターン転写を行えるＥＵＶリソグラフィー用転写マスクを得ることができる。
本発明によれば、研磨加工後の基板表面のうねりの発生を抑制し、高い平坦度のＥＵＶリソグラフィー用マスクブランク用基板を製造することが可能である。
また、本発明によれば、研磨加工後の基板表面のうねりの発生を抑制し、かつ傷欠陥も低減できるＥＵＶリソグラフィー用マスクブランク用基板を製造することが可能である。
また、本発明によれば、このようなマスクブランク用基板を用いることにより、転写パターン精度の良好なＥＵＶリソグラフィー用多層反射膜付き基板、ＥＵＶリソグラフィー用マスクブランク、及びＥＵＶリソグラフィー用転写マスクを製造することが可能である。
また、本発明によれば、研磨加工後の基板表面のうねりの発生を抑制し、かつ傷欠陥も低減できるＥＵＶリソグラフィー用マスクブランク用基板を製造することが可能である。
また、本発明によれば、このようなマスクブランク用基板を用いることにより、転写パターン精度の良好なＥＵＶリソグラフィー用多層反射膜付き基板、ＥＵＶリソグラフィー用マスクブランク、及びＥＵＶリソグラフィー用転写マスクを製造することが可能である。
以下、本発明を実施の形態により詳細に説明する。
［ＥＵＶリソグラフィー用マスクブランク用基板］
本発明に係るＥＵＶリソグラフィー用マスクブランク用基板の製造方法は、上記構成１にあるように、回転面に研磨パッドを備える定盤に、基板をセットし、前記研磨パッドと前記基板との間にシリカ又はコロイダルシリカの研磨砥粒を含む研磨液を供給しつつ、前記研磨パッドの研磨面に対して前記基板を相対移動させ、前記基板の主表面を研磨する研磨工程を備えるＥＵＶリソグラフィー用マスクブランク用基板の製造方法であって、前記研磨パッドは、少なくとも、基材と、前記基材上に形成され、表面に開孔を有する発泡した樹脂からなるナップ層とからなり、前記研磨パッドの圧縮変形量が３３０μｍ以下であり、前記ナップ層を形成する樹脂の１００％モジュラスが３ＭＰａ以上１４ＭＰａ以下であることを特徴とするものである。
［ＥＵＶリソグラフィー用マスクブランク用基板］
本発明に係るＥＵＶリソグラフィー用マスクブランク用基板の製造方法は、上記構成１にあるように、回転面に研磨パッドを備える定盤に、基板をセットし、前記研磨パッドと前記基板との間にシリカ又はコロイダルシリカの研磨砥粒を含む研磨液を供給しつつ、前記研磨パッドの研磨面に対して前記基板を相対移動させ、前記基板の主表面を研磨する研磨工程を備えるＥＵＶリソグラフィー用マスクブランク用基板の製造方法であって、前記研磨パッドは、少なくとも、基材と、前記基材上に形成され、表面に開孔を有する発泡した樹脂からなるナップ層とからなり、前記研磨パッドの圧縮変形量が３３０μｍ以下であり、前記ナップ層を形成する樹脂の１００％モジュラスが３ＭＰａ以上１４ＭＰａ以下であることを特徴とするものである。
このような本発明によれば、研磨加工後の基板表面のうねりの発生を抑制でき、その結果、高い平坦度の基板を製造することが可能となる。
図４は、本発明に使用される研磨パッドの断面構成を示す模式図である。
図４に示すとおり、研磨処理に用いられる研磨パッド１７は、不織布や、ＰＥＴ樹脂等の樹脂フィルムなどからなる基材１７Ａと、該基材１７Ａ上に形成され、表面に開孔を有する発泡した樹脂からなるナップ層１７Ｂとを有してなるものである。図示していないが、基材とナップ層との間に緩衝層を備えるタイプのものもあり、本発明ではこのような緩衝層を備えるタイプのものも含まれる。緩衝層は、研磨パッド全体で圧縮変形量を調整するために設けられるものであり、好ましくは発泡した樹脂である。
発泡樹脂層の内部には、発泡の跡であるポア１８と呼ばれる空隙部分が存在する。なお、図４では、図示の便宜上、研磨パッドの内部断面構造（特にナップ層）をあくまでもイメージとして描いたものであり、実際の内部構造を必ずしも正確に描いたものではない。
図４は、本発明に使用される研磨パッドの断面構成を示す模式図である。
図４に示すとおり、研磨処理に用いられる研磨パッド１７は、不織布や、ＰＥＴ樹脂等の樹脂フィルムなどからなる基材１７Ａと、該基材１７Ａ上に形成され、表面に開孔を有する発泡した樹脂からなるナップ層１７Ｂとを有してなるものである。図示していないが、基材とナップ層との間に緩衝層を備えるタイプのものもあり、本発明ではこのような緩衝層を備えるタイプのものも含まれる。緩衝層は、研磨パッド全体で圧縮変形量を調整するために設けられるものであり、好ましくは発泡した樹脂である。
発泡樹脂層の内部には、発泡の跡であるポア１８と呼ばれる空隙部分が存在する。なお、図４では、図示の便宜上、研磨パッドの内部断面構造（特にナップ層）をあくまでもイメージとして描いたものであり、実際の内部構造を必ずしも正確に描いたものではない。
本発明において、発泡した樹脂としては、例えば、合成樹脂中にガスを細かく分散させ、内部に細かな泡を無数に含む、発泡状または多孔質形状に成形されたものを指し、固体である合成樹脂と気体との不均一分散系とも定義できる。本発明において、発泡樹脂（ナップ層）としては、ウレタンが広く利用されている。発泡樹脂（ナップ層）がポリウレタン樹脂である場合は、ポリウレタン樹脂を構成する原料樹脂として、ポリカーボネート系、ポリエステル系、ポリエーテル系などの樹脂や、これらの樹脂をブレンドした樹脂を用いることができる。
基材とナップ層を備える研磨パッドとしては、スウェードタイプや、発泡ウレタンタイプが挙げられる。スウェードタイプ研磨パッドは、基材にポリウレタンをコート（積層）し、ポリウレタン内に発泡層を成長させ、表面部位を除去し発泡層に開口部を設けたものである。また、発泡ウレタンタイプの研磨パッドは、発泡したウレタンのブロックをスライスしたもので、これを基材と接合することによって、基材と発泡樹脂層を備える研磨パッドとする。発泡樹脂層が複数層である場合は、各発泡樹脂層どうしを接合する。
上記ナップ層の厚さは、例えば３００μｍ〜１０００μｍ程度であることが好ましい。また、上記ナップ層のポアの開口径は、例えば４０μｍ〜１００μｍ程度であることが好ましい。
上記ナップ層の厚さは、例えば３００μｍ〜１０００μｍ程度であることが好ましい。また、上記ナップ層のポアの開口径は、例えば４０μｍ〜１００μｍ程度であることが好ましい。
本発明において、特徴的な構成は、研磨パッドの圧縮変形量と、ナップ層を形成する樹脂のモジュラスとの組合せを適正に選定したことである。つまり、本発明においては、研磨パッドの圧縮変形量が３３０μｍ以下であり、かつ、ナップ層を形成する樹脂の１００％モジュラスが３ＭＰａ以上１４ＭＰａ以下である。
本発明において、研磨パッドの圧縮変形量とは、図７に示すように、研磨パッド（研磨布）の厚み方向に、Ｆ１＝１００ｇ／ｃｍ２の荷重をかけたときの研磨パッドの厚みをｔ０とし、次いで、Ｆ２＝１１２０ｇ／ｃｍ２の荷重をかけたときの研磨パッドの厚みをｔ１としたときに、圧縮変形量（μｍ）＝ｔ０−ｔ１で表されるものである。また、圧縮率（％）＝［（ｔ０−ｔ１）／ｔ０］×１００で表される。この圧縮変形量の測定は、例えば図６示すように、定盤上に研磨パッドを載置し、研磨パッド上部から圧子（φ１０ｍｍ）をストロークスピード０．１ｍｍ／ｍｉｎで押圧する、圧縮試験器を用いて行う。
また、本発明において、樹脂モジュラスとは、樹脂自体の硬さを表す指標である。無発泡の樹脂フィルムを２倍に伸ばした際にかかる力（引張り応力）で表し、硬い樹脂ほど、伸ばすのに力が必要なので数値が大きくなる。柔らかい樹脂ほど、数値が小さくなる。樹脂モジュラスの測定方法を以下に示す。
（１）樹指溶液を薄く引き延ばし熱風乾燥し、５０μｍ程度の厚みの乾式フィルムを作製する。
（２）フィルム作製後しばらく養生する。
（３）測定部の長さ２０ｍｍ、幅５ｍｍ、厚さ０．０５ｍｍの短冊状試料を、引っ張り速度３００ｍｍ／分で引っ張る。
（４）１００％伸長特（２倍延伸時）の張力を試料の初期断面積で割り、１００％モジュラス（ＭＰａ表示）を求める。
（５）試料数ｎ＝７の平均値を求める。
（１）樹指溶液を薄く引き延ばし熱風乾燥し、５０μｍ程度の厚みの乾式フィルムを作製する。
（２）フィルム作製後しばらく養生する。
（３）測定部の長さ２０ｍｍ、幅５ｍｍ、厚さ０．０５ｍｍの短冊状試料を、引っ張り速度３００ｍｍ／分で引っ張る。
（４）１００％伸長特（２倍延伸時）の張力を試料の初期断面積で割り、１００％モジュラス（ＭＰａ表示）を求める。
（５）試料数ｎ＝７の平均値を求める。
樹脂モジュラスは、樹脂の系統（ポリカーボネート系、ポリエステル系、ポリエーテル系などの樹脂の種類）ではなく、基本的にハードセグメントの含有量で決まる。詳しくは、ポリウレタンは、ソフトセグメントとハードセグメントとを有しミクロ相分離構造をとっているため、そのハードセグメントの割合（量）で樹脂の硬さは決まる。ハードセグメントは、イソシアネートおよび低分子ジオールであり、樹脂（高分子）が強く凝集している箇所で、高分子＝ソフトセグメントの動きが固定されている箇所である。ソフトセグメントは、高分子ポリオールであり、樹脂（高分子）が弱く凝集している箇所である。ソフトセグメントは、樹脂の系統（ポリカーボネート系、ポリエステル系、ポリエーテル系などの樹脂の種類）と樹脂のブレンド比で調整できる。
上記のとおり、本発明者は、前記課題を解決するためには、鋭意検討の結果、研磨工程に適用する研磨パッドの圧縮変形量が３３０μｍ以下であり、ナップ層を形成する樹脂の１００％モジュラスが３ＭＰａ以上１４ＭＰａ以下であることが最適であることを見出した。研磨パッドの圧縮変形量が３３０μｍ超であると、例えばうねりＰＶ値が１０ｎｍ以上となり、うねりを抑制することができない。一方、ナップ層を形成する樹脂の１００％モジュラスが３ＭＰａ未満であると、うねりを抑制することが困難である。また、１００％モジュラスが１４ＭＰａ超であると、うねりは抑制することができるものの、研磨後の基板表面に傷欠陥が多く発生してしまうという問題がある。
本発明においては、研磨パッドの圧縮変形量が、特に６０μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましく、さらに好ましくは、７５μｍ以上２６０μｍ以下である。また、ナップ層を形成する樹脂の１００％モジュラスが、６ＭＰａ以上１２ＭＰａ以下であることが特に好ましい。
近年、ＥＵＶリソグラフィーに適用される転写マスクには、３０ｎｍ以下の平坦度が求められている。上記特性を備えた研磨パッドを使用して基板表面の研磨加工を行うことにより、研磨加工後の基板表面のうねりの発生を抑制でき、その結果、上述の転写マスクにおいて３０ｎｍ以下の平坦度を実現できるような高い平坦度の基板を製造することが可能となる。
近年、ＥＵＶリソグラフィーに適用される転写マスクには、３０ｎｍ以下の平坦度が求められている。上記特性を備えた研磨パッドを使用して基板表面の研磨加工を行うことにより、研磨加工後の基板表面のうねりの発生を抑制でき、その結果、上述の転写マスクにおいて３０ｎｍ以下の平坦度を実現できるような高い平坦度の基板を製造することが可能となる。
本発明に係るＥＵＶリソグラフィー用マスクブランク用基板の製造方法では、上述の特性を備えた研磨パッドを適用した研磨工程を行うが、具体的には、回転面に研磨パッドを備える定盤に、基板をセットし、前記研磨パッドと前記基板との間にシリカ又はコロイダルシリカの研磨砥粒を含む研磨液を供給しつつ、前記研磨パッドの研磨面に対して前記基板を相対移動させ、前記基板の主表面を研磨する研磨工程である。
このような研磨工程は、例えば図５に示すような遊星歯車方式の両面研磨装置を使用して行うことができる。図５に示す両面研磨装置は、太陽歯車１２と、その外方に同心円状に配置される内歯歯車１３と、太陽歯車１２及び内歯歯車１３に噛み合い、太陽歯車１２や内歯歯車１３の回転に応じて公転及び自転するキャリア１４と、このキャリア１４に保持された被研磨加工物（上記基板１）を挟持可能な研磨パッド１７がそれぞれ貼着された上定盤１５及び下定盤１６と、上定盤１５と下定盤１６との間に研磨液を供給する研磨液供給部（図示せず）とを備えている。
このような研磨工程は、例えば図５に示すような遊星歯車方式の両面研磨装置を使用して行うことができる。図５に示す両面研磨装置は、太陽歯車１２と、その外方に同心円状に配置される内歯歯車１３と、太陽歯車１２及び内歯歯車１３に噛み合い、太陽歯車１２や内歯歯車１３の回転に応じて公転及び自転するキャリア１４と、このキャリア１４に保持された被研磨加工物（上記基板１）を挟持可能な研磨パッド１７がそれぞれ貼着された上定盤１５及び下定盤１６と、上定盤１５と下定盤１６との間に研磨液を供給する研磨液供給部（図示せず）とを備えている。
このような両面研磨装置によって、研磨加工時には、キャリア１４に保持された被研磨加工物、即ち基板（ガラス基板）１を上定盤１５及び下定盤１６とで挟持するとともに、上下定盤１５，１６の研磨パッド１７と基板１との間に研磨液を供給しながら、太陽歯車１２や内歯歯車１３の回転に応じてキャリア１４が公転及び自転しながら、基板１の上下両主表面が研磨加工される。このような両面研磨装置を用いることにより、基板の両主表面を同時に研磨することが可能であるが、本発明では、片面研磨装置で基板の両主表面を片面ずつ研磨するようにしてもよい。
本発明において、上記基板は、ＥＵＶ露光用、つまりＥＵＶリソグラフィー用マスクブランク用基板であり、露光時の熱によるパターンの歪みを防止するため、０±１．０×１０−７／℃の範囲内、より好ましくは０±０．３×１０−７／℃の範囲内の低熱膨張係数を有するものが好ましく用いられる。この範囲の低熱膨張係数を有する基板としては、多成分系ガラス基板が好ましく用いられる。具体的には、例えば、ＳｉＯ２−ＴｉＯ２系ガラス基板、多成分系ガラスセラミックス等を用いることが出来る。
本発明においては、例えば上記両面研磨装置を用いて、粗研磨工程、精密研磨工程、超精密研磨工程を行うことが望ましい。また、本発明では、超精密研磨工程において、上述の特性を有する研磨パッドを適用することが好ましい。
使用する研磨剤の種類や粒径は、基板材料や得ようとする平坦度に応じて適宜選定することができる。研磨剤としては、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、シリカ、コロイダルシリカなどが挙げられる。研磨剤の粒径は、数十ｎｍから数μｍである。本発明のマスクブランク用基板の製造方法は、シリカ又はコロイダルシリカを含有する研磨液で基板を研磨する場合に最適な構成である。
使用する研磨剤の種類や粒径は、基板材料や得ようとする平坦度に応じて適宜選定することができる。研磨剤としては、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、シリカ、コロイダルシリカなどが挙げられる。研磨剤の粒径は、数十ｎｍから数μｍである。本発明のマスクブランク用基板の製造方法は、シリカ又はコロイダルシリカを含有する研磨液で基板を研磨する場合に最適な構成である。
上記粗研磨工程は、研削工程で形成された基板主表面の傷を除去し、研削工程で得られた平坦度を維持する目的として行われるもので、研磨砥粒の平均粒径が約１〜３μｍの比較的大きな研磨砥粒を用いて研磨する工程である。研磨砥粒の材質は、基板の材料に応じて適宜選択される。粗研磨工程で使用する研磨パッドは、平坦度の維持の点から、硬質ポリシャを使用することが好ましい。
上記精密研磨工程は、傷等の表面欠陥がなく、基板の鏡面化を目的として行われるもので、研磨砥粒の平均粒径が約１μｍ以下（例えば、１０ｎｍ〜１μｍ）の比較的小さな研磨砥粒を用いて研磨する工程である。研磨砥粒の材質は、上述と同様に基板の材料に応じて適宜選択される。平均粒径が小さく平滑な基板表面が得られる点から酸化セリウムが好ましい。精密研磨工程で使用する研磨パッドは、鏡面化の点から、軟質または超軟質ポリシャを使用することが好ましい。
上記超精密研磨工程は、基板の更なる鏡面化（表面粗さの向上）を目的として行われるもので、研磨砥粒の平均粒径が約５００ｎｍ以下（例えば、１０ｎｍ〜５００ｎｍ）の非常に小さな研磨砥粒を用いて研磨する工程である。研磨砥粒の材質は、上述と同様に基板の材料に応じて適宜選択される。平均粒径が小さく平滑な基板表面が得られる点からシリカ又はコロイダルシリカが好ましい。超精密研磨工程で使用する研磨パッドは、更なる鏡面化の点から、軟質または超軟質ポリシャを使用することが好ましく、また本発明ではうねり低減の観点から、上述の圧縮変形量と１００％モジュラス値を備えた研磨パッドを使用する。
本発明においては、上述の研磨工程の後に、ガラス基板主表面の表面形態情報（例えば凹凸形状）を測定する表面形態情報測定工程と、前記表面形態情報測定工程で得られた測定結果に基づいて、所望の平坦度となるように前記主表面の場所ごとに加工条件を設定して局所加工する局所加工工程と、前記局所加工工程の後、所望の平滑度となるように仕上げ研磨する仕上げ研磨工程とを行うことが好ましい。これにより、上記構成１による研磨加工後のうねりの発生を抑制した基板表面を維持しつつ、かつ深さの浅い傷が除去されて傷欠陥も低減でき、高平坦度（例えば３０ｎｍ以下）の基板を製造することが可能である。
上記表面形態情報測定工程は、上記研磨工程によって得られたガラス基板主表面の凹凸形状（平坦度）を測定する工程である。ガラス基板主表面の凹凸形状の測定には、通常、光学干渉計が使用される。光学干渉計には、たとえばフリンジ観察干渉計や位相シフト干渉計などがある。上記光学干渉計によって測定された凹凸形状の測定結果は、コンピュータなどの記録媒体に保存される。
次に、コンピュータなどの演算処理手段によって、凹凸形状の測定結果と予め設定された所定の基準値（所望の平坦度）とが比較され、その差分がガラス基板表面の所定領域（例えば縦５ｍｍ×横５ｍｍの領域）ごとに算出される。すなわち、ガラス基板表面の凸部分の高さに応じて加工取り代が設定される。この差分（加工取り代）が、局所的な表面加工における各所定領域の必要除去量とされる。
次に、コンピュータなどの演算処理手段によって、凹凸形状の測定結果と予め設定された所定の基準値（所望の平坦度）とが比較され、その差分がガラス基板表面の所定領域（例えば縦５ｍｍ×横５ｍｍの領域）ごとに算出される。すなわち、ガラス基板表面の凸部分の高さに応じて加工取り代が設定される。この差分（加工取り代）が、局所的な表面加工における各所定領域の必要除去量とされる。
上記局所加工工程は、上記演算処理によって設定された加工取り代に応じた加工条件で、所定領域毎に凸部分を局所加工し、ガラス基板主表面の平坦度を所定の基準値以下に制御する工程である。
局所的な表面加工法としては、鉄を含む磁性流体中に研磨砥粒を含有させた磁性研磨スラリーを用いて、ガラス基板表面に局所的に接触させるＭＲＦ（Magneto Rheological Finishing）加工法を用いることができる。ＭＲＦ加工法以外にも、GCIB（ガスクラクターイオンビーム）やプラズマエッチングによる局所加工法を用いてもよい。
局所的な表面加工法としては、鉄を含む磁性流体中に研磨砥粒を含有させた磁性研磨スラリーを用いて、ガラス基板表面に局所的に接触させるＭＲＦ（Magneto Rheological Finishing）加工法を用いることができる。ＭＲＦ加工法以外にも、GCIB（ガスクラクターイオンビーム）やプラズマエッチングによる局所加工法を用いてもよい。
次に、洗浄工程を行うことが好適である。ガラス基板の洗浄方法は特に制約されないが、上記局所加工工程においてＭＲＦ加工法を用いた場合には、磁性流体に含有された鉄成分が微量ではあるが、ガラス基板表面に付着している場合があるので、例えば塩酸などを用いた酸洗浄を行い、基板表面に付着した鉄成分を溶解除去することが望ましい。
洗浄方法としては、洗浄槽にガラス基板を浸漬させるディップ法や、洗浄液をノズルで基板表面に供給する方法など、任意である。さらに必要に応じて、超音波を印加したり、スクラブ洗浄により洗浄力を高めるようにしてもよい。
洗浄方法としては、洗浄槽にガラス基板を浸漬させるディップ法や、洗浄液をノズルで基板表面に供給する方法など、任意である。さらに必要に応じて、超音波を印加したり、スクラブ洗浄により洗浄力を高めるようにしてもよい。
上記仕上げ研磨工程は、上述の局所加工工程において、ガラス基板表面に面荒れや加工変質層が生じた場合、これらの除去を目的として行うものであり、ガラス基板表面に除去が必要な面荒れや加工変質層が生じていない場合には、仕上げ研磨は特に行わなくてもよい。
この仕上げ研磨の方法としては、局所加工工程で得られた平坦度を維持しつつ、表面粗さが改善される研磨方法が好ましい。例えば、研磨パッドなどの研磨用工具面をガラス基板主表面と接触させて研磨液により精密研磨する方法や、ガラス基板主表面と研磨用工具面が直接接触することなく、両者の間に介在する加工液の作用で研磨を行う非接触研磨方法（例えば、フロートポリッシング法、ＥＥＭ（Elastic Emission Machining）法）などが挙げられる。
この仕上げ研磨の方法としては、局所加工工程で得られた平坦度を維持しつつ、表面粗さが改善される研磨方法が好ましい。例えば、研磨パッドなどの研磨用工具面をガラス基板主表面と接触させて研磨液により精密研磨する方法や、ガラス基板主表面と研磨用工具面が直接接触することなく、両者の間に介在する加工液の作用で研磨を行う非接触研磨方法（例えば、フロートポリッシング法、ＥＥＭ（Elastic Emission Machining）法）などが挙げられる。
上記基板１の転写パターンが形成される側の主表面は、少なくともパターン転写精度、位置精度を得る観点から高平坦度となるように表面加工される。本発明においては、基板の転写パターンが形成される側の主表面１３２ｍｍ×１３２ｍｍの領域において、平坦度が３０ｎｍ以下であることが好ましく、さらに好ましくは２５ｎｍ以下、特に好ましくは２０ｎｍ以下である。また、転写パターンが形成される側と反対側の主表面は、露光装置にセットする時に静電チャックされる面であって、１３２ｍｍ×１３２ｍｍの領域において、平坦度が３０ｎｍ以下、好ましくは２５ｎｍ以下である。
また、ＥＵＶ露光用の場合、基板１として要求される表面平滑度は、基板の転写パターンが形成される側の主表面の表面粗さが、二乗平均平方根粗さ（ＲＭＳ）で０．１５ｎｍ以下、さらに好ましくは０．１０ｎｍ以下であることが好ましい。
また、ＥＵＶ露光用の場合、基板１として要求される表面平滑度は、基板の転写パターンが形成される側の主表面の表面粗さが、二乗平均平方根粗さ（ＲＭＳ）で０．１５ｎｍ以下、さらに好ましくは０．１０ｎｍ以下であることが好ましい。
［ＥＵＶリソグラフィー用多層反射膜付き基板］
次に、本発明に係る多層反射膜付き基板について説明する。
図１は、本発明に係る多層反射膜付き基板の層構成を示す断面図であり、基板１の上に、露光光であるＥＵＶ光を反射する多層反射膜２を備えた構造の多層反射膜付き基板１０を示す。
上記基板１は、上述のＥＵＶリソグラフィー用マスクブランク用基板である。このマスクブランク用基板については上述したとおりであるので、ここでは説明を省略する。
次に、本発明に係る多層反射膜付き基板について説明する。
図１は、本発明に係る多層反射膜付き基板の層構成を示す断面図であり、基板１の上に、露光光であるＥＵＶ光を反射する多層反射膜２を備えた構造の多層反射膜付き基板１０を示す。
上記基板１は、上述のＥＵＶリソグラフィー用マスクブランク用基板である。このマスクブランク用基板については上述したとおりであるので、ここでは説明を省略する。
上記多層反射膜２は、屈折率の異なる元素が周期的に積層された多層膜であり、一般的には、低屈折率材料である重元素又はその化合物の薄膜（低屈折率層）と、高屈折率材料である軽元素又はその化合物の薄膜（高屈折率層）とが交互に４０〜６０周期程度積層された多層膜が用いられる。多層膜は、基板側から高屈折率層と低屈折率層をこの順に積層した積層構造を１周期として複数周期積層しても良いし、基板側から低屈折率層と高屈折率層をこの順に積層した積層構造を１周期として複数周期積層しても良い。低屈折率材料としては、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｔから選ばれる元素やこれらの合金が用いられ、高屈折率材料としては、Ｓｉ又はＳｉ化合物が用いられる。例えば、波長１３〜１４ｎｍのＥＵＶ光に対する多層反射膜としては、好ましくは、Ｍｏ膜とＳｉ膜を交互に４０〜６０周期程度積層したＭｏ／Ｓｉ周期積層膜が好ましく用いられる。
上記多層反射膜２は、例えばイオンビームスパッタリング法により、各層を成膜することにより形成できる。上述したＭｏ／Ｓｉ周期多層膜の場合、例えばイオンビームスパッタリング法により、まずＳｉターゲットを用いて厚さ数ｎｍ程度のＳｉ膜を成膜し、その後Ｍｏターゲットを用いて厚さ数ｎｍ程度のＭｏ膜を成膜し、これを一周期として、４０〜６０周期積層した後、最後に、Ｓｉ膜を成膜する。
上述の本発明に係る製造方法により得られるマスクブランク用基板の主表面上に、露光光を反射する多層反射膜を形成することにより、基板表面のうねり等に起因する欠陥の無いＥＵＶリソグラフィー用多層反射膜付き基板を得ることができる。
上述の本発明に係る製造方法により得られるマスクブランク用基板の主表面上に、露光光を反射する多層反射膜を形成することにより、基板表面のうねり等に起因する欠陥の無いＥＵＶリソグラフィー用多層反射膜付き基板を得ることができる。
［ＥＵＶリソグラフィー用マスクブランク］
また、本発明は、上述の本発明の製造方法により製造した多層反射膜付き基板を用いるＥＵＶリソグラフィー用マスクブランクの製造方法についても提供する。
図２は、マスクブランクの層構成を示す断面図であり、基板１上に、EUV光を反射する多層反射膜２、保護膜（キャッピング層）３、及び転写パターン形成用薄膜として、EUV光を吸収する吸収体膜４が形成されているＥＵＶリソグラフィー用反射型マスクブランク２０を示す。なお、図示していないが、基板１の多層反射膜等が形成されている側とは反対側に裏面導電膜を設けることができる。
なお、上記基板１上に多層反射膜を形成した状態の多層反射膜付き基板については上述したとおりであり、ここでは説明を省略する。
また、本発明は、上述の本発明の製造方法により製造した多層反射膜付き基板を用いるＥＵＶリソグラフィー用マスクブランクの製造方法についても提供する。
図２は、マスクブランクの層構成を示す断面図であり、基板１上に、EUV光を反射する多層反射膜２、保護膜（キャッピング層）３、及び転写パターン形成用薄膜として、EUV光を吸収する吸収体膜４が形成されているＥＵＶリソグラフィー用反射型マスクブランク２０を示す。なお、図示していないが、基板１の多層反射膜等が形成されている側とは反対側に裏面導電膜を設けることができる。
なお、上記基板１上に多層反射膜を形成した状態の多層反射膜付き基板については上述したとおりであり、ここでは説明を省略する。
通常、上記吸収体膜４のパターニング或いはパターン修正の際に多層反射膜２を保護する目的で、多層反射膜２と吸収体膜４との間に上記保護膜３やバッファ膜を設ける。保護膜３の材料としては、ケイ素のほか、ルテニウムや、ルテニウムにニオブ、ジルコニウム、ロジウムのうち１以上の元素を含有するルテニウム化合物が用いられ、バッファ膜の材料としては、主にクロム系材料が用いられる。
このような保護膜３やバッファ膜は、マグネトロンスパッタリングなどのスパッタ法で形成するのが好ましい。
このような保護膜３やバッファ膜は、マグネトロンスパッタリングなどのスパッタ法で形成するのが好ましい。
上記吸収体膜４は、露光光である例えばＥＵＶ光を吸収する機能を有するもので、例えばタンタル（Ｔａ）単体又はＴａを主成分とする材料を好ましく用いることができる。Ｔａを主成分とする材料は、通常、Ｔａの合金である。このような吸収体膜の結晶状態は、平滑性、平坦性の点から、アモルファス状又は微結晶の構造を有しているものが好ましい。
Ｔａを主成分とする材料としては、ＴａとＢを含む材料、ＴａとＮを含む材料、ＴａとＢを含み、更にＯとＮの少なくとも何れかを含む材料、ＴａとＳｉを含む材料、ＴａとＳｉとＮを含む材料、ＴａとＧｅを含む材料、ＴａとＧｅとＮを含む材料、等を用いることが出来る。ＴａにＢやＳｉ、Ｇｅ等を加えることにより、アモルファス状の材料が容易に得られ、平滑性を向上させることができる。また、ＴａにＮやＯを加えれば、酸化に対する耐性が向上するため、経時的な安定性を向上させることが出来るという効果が得られる。
Ｔａを主成分とする材料としては、ＴａとＢを含む材料、ＴａとＮを含む材料、ＴａとＢを含み、更にＯとＮの少なくとも何れかを含む材料、ＴａとＳｉを含む材料、ＴａとＳｉとＮを含む材料、ＴａとＧｅを含む材料、ＴａとＧｅとＮを含む材料、等を用いることが出来る。ＴａにＢやＳｉ、Ｇｅ等を加えることにより、アモルファス状の材料が容易に得られ、平滑性を向上させることができる。また、ＴａにＮやＯを加えれば、酸化に対する耐性が向上するため、経時的な安定性を向上させることが出来るという効果が得られる。
この中でも特に好ましい材料として、例えば、ＴａとＢを含む材料（組成比Ｔａ／Ｂが８．５／１．５〜７．５／２．５の範囲である）、ＴａとＢとＮを含む材料（Ｎが５〜３０原子％であり、残りの成分を１００とした時、Ｂが１０〜３０原子％）が挙げられる。これらの材料の場合、容易に微結晶或いはアモルファス構造を得ることが出来、良好な平滑性と平坦性が得られる。
このようなＴａ単体又はＴａを主成分とする吸収体膜は、マグネトロンスパッタリングなどのスパッタ法で形成するのが好ましい。例えば、ＴａＢＮ膜の場合、タンタルとホウ素を含むターゲットを用い、窒素を添加したアルゴンガスを用いたスパッタリング法で成膜することができる。
このようなＴａ単体又はＴａを主成分とする吸収体膜は、マグネトロンスパッタリングなどのスパッタ法で形成するのが好ましい。例えば、ＴａＢＮ膜の場合、タンタルとホウ素を含むターゲットを用い、窒素を添加したアルゴンガスを用いたスパッタリング法で成膜することができる。
吸収体膜として、Ｔａを主成分とする材料以外では、例えば、ＷＮ、ＴｉＮ、Ｔｉ等の材料が挙げられる。
吸収体膜４の膜厚は、露光光である例えばＥＵＶ光が十分に吸収できる厚みであれば良いが、通常３０〜１００ｎｍ程度である。なお、吸収体膜４は、材料や組成の異なる複数層の積層構造（例えばＴａＢＮ膜とＴａＢＯ膜の積層膜）としてもよい。
吸収体膜４の膜厚は、露光光である例えばＥＵＶ光が十分に吸収できる厚みであれば良いが、通常３０〜１００ｎｍ程度である。なお、吸収体膜４は、材料や組成の異なる複数層の積層構造（例えばＴａＢＮ膜とＴａＢＯ膜の積層膜）としてもよい。
ＥＵＶ光を露光光に適用する反射型マスクの場合においても、パターン検査を行う時の検査光は、波長１９３ｎｍ、２５７ｎｍ等のＥＵＶ光に比べて長波長の光が用いられる場合が多い。長波長の検査光に対応するためには、吸収体膜の表面反射を低減させる必要がある。この場合、吸収体膜を、基板側から、主としてＥＵＶ光を吸収する機能を有する吸収体層と、主として検査光に対する表面反射を低減する機能を有する低反射層とを積層した構成にするとよい。低反射層としては、吸収体層がＴａを主成分とする材料の場合、ＴａやＴａＢにＯを含有した材料が好適である。
また、上記反射型マスクブランクは、吸収体膜に所定の転写パターンを形成するためのレジスト膜が形成された状態であっても構わない。
また、上記反射型マスクブランクは、吸収体膜に所定の転写パターンを形成するためのレジスト膜が形成された状態であっても構わない。
本発明によれば、例えば上述の本発明により得られる多層反射膜付き基板を用いてマスクブランクを製造することにより、基板表面のうねり等に起因する欠陥の無いＥＵＶリソグラフィー用マスクブランクを得ることができる。
［ＥＵＶリソグラフィー用転写マスク］
また、本発明は、上記構成のマスクブランクを用いるＥＵＶリソグラフィー用転写マスクの製造方法についても提供する。
図３は転写マスクの層構成を示す断面図であり、図２のマスクブランク２０における吸収体膜４がパターニングされた吸収体膜パターン４ａを備えるＥＵＶリソグラフィー用反射型マスク３０を示す。
図２のマスクブランク２０における転写パターンとなる上記吸収体膜４をパターニングする方法は、高精細のパターニングを行うことができるフォトリソグラフィー法が最も好適である。
また、本発明は、上記構成のマスクブランクを用いるＥＵＶリソグラフィー用転写マスクの製造方法についても提供する。
図３は転写マスクの層構成を示す断面図であり、図２のマスクブランク２０における吸収体膜４がパターニングされた吸収体膜パターン４ａを備えるＥＵＶリソグラフィー用反射型マスク３０を示す。
図２のマスクブランク２０における転写パターンとなる上記吸収体膜４をパターニングする方法は、高精細のパターニングを行うことができるフォトリソグラフィー法が最も好適である。
上述の本発明のマスクブランクを用いて反射型マスクを製造することにより、基板表面のうねり等に起因する欠陥がなく、パターン精度の良好なパターン転写を実現できるＥＵＶリソグラフィー用転写マスクを得ることができる。
以下、実施例により、本発明の実施の形態を更に具体的に説明する。
（実施例１〜５、比較例１〜３）
＜ＥＵＶリソグラフィー用マスクブランク用基板の作製＞
（１）粗研磨工程
端面を面取り加工し、両面ラッピング装置によって研削加工を終えたＳｉＯ２−ＴｉＯ２系ガラス基板（約１５２ｍｍ×約１５２ｍｍ×約６．３ｍｍ）を、上述の両面研磨装置に１０枚セットし、以下の研磨条件で粗研磨工程を行った。なお、加工荷重、研磨時間は適宜調整して行った。
研磨液：酸化セリウム（平均粒径２〜３μｍ）＋水
研磨パッド：硬質ポリシャ（ウレタンパッド）
上記粗研磨工程後、ガラス基板に付着した研磨砥粒を除去するため、ガラス基板を洗浄槽に浸漬（超音波印加）し、洗浄を行った。
（実施例１〜５、比較例１〜３）
＜ＥＵＶリソグラフィー用マスクブランク用基板の作製＞
（１）粗研磨工程
端面を面取り加工し、両面ラッピング装置によって研削加工を終えたＳｉＯ２−ＴｉＯ２系ガラス基板（約１５２ｍｍ×約１５２ｍｍ×約６．３ｍｍ）を、上述の両面研磨装置に１０枚セットし、以下の研磨条件で粗研磨工程を行った。なお、加工荷重、研磨時間は適宜調整して行った。
研磨液：酸化セリウム（平均粒径２〜３μｍ）＋水
研磨パッド：硬質ポリシャ（ウレタンパッド）
上記粗研磨工程後、ガラス基板に付着した研磨砥粒を除去するため、ガラス基板を洗浄槽に浸漬（超音波印加）し、洗浄を行った。
（２）精密研磨工程
上述の両面研磨装置を使用し、粗研磨工程を終えた上記１０枚のガラス基板に対し、以下の研磨条件で精密研磨工程を行った。なお、加工荷重、研磨時間は適宜調整して行った。
研磨液：酸化セリウム（平均粒径１μｍ）＋水
研磨パッド：軟質ポリシャ（ウレタンパッド）
上記精密研磨工程後、ガラス基板に付着した研磨砥粒を除去するため、ガラス基板を洗浄槽に浸漬（超音波印加）し、洗浄を行った。
上述の両面研磨装置を使用し、粗研磨工程を終えた上記１０枚のガラス基板に対し、以下の研磨条件で精密研磨工程を行った。なお、加工荷重、研磨時間は適宜調整して行った。
研磨液：酸化セリウム（平均粒径１μｍ）＋水
研磨パッド：軟質ポリシャ（ウレタンパッド）
上記精密研磨工程後、ガラス基板に付着した研磨砥粒を除去するため、ガラス基板を洗浄槽に浸漬（超音波印加）し、洗浄を行った。
（３）超精密研磨工程
上述の両面研磨装置を使用し、精密研磨工程を終えた上記１０枚のガラス基板に対し、以下の研磨条件で超精密研磨工程を行った。なお、加工荷重、研磨時間は適宜調整して行った。
研磨液：コロイダルシリカ（１次粒子径：７０ｎｍ）＋水、濃度４０ｖｏｌ％、ｐＨ：３。
研磨パッド：パッド構造、圧縮変形量、ナップ層の１００％モジュラスが表１に記載の所定の特性を有する研磨パッドを使用。
なお、研磨パッドの基材は、ＰＥＴ樹脂フィルムまたは不織布とし、ナップ層はポリウレタン樹脂からなる。また、研磨パッドの圧縮変形量、ナップ層の１００％モジュラスは前述の方法により測定した。
上記超精密研磨工程後、ガラス基板に付着した研磨砥粒（コロイダルシリカ）を除去するため、低濃度のケイフッ酸水溶液で洗浄後、純水によるリンスを行った。
上述の両面研磨装置を使用し、精密研磨工程を終えた上記１０枚のガラス基板に対し、以下の研磨条件で超精密研磨工程を行った。なお、加工荷重、研磨時間は適宜調整して行った。
研磨液：コロイダルシリカ（１次粒子径：７０ｎｍ）＋水、濃度４０ｖｏｌ％、ｐＨ：３。
研磨パッド：パッド構造、圧縮変形量、ナップ層の１００％モジュラスが表１に記載の所定の特性を有する研磨パッドを使用。
なお、研磨パッドの基材は、ＰＥＴ樹脂フィルムまたは不織布とし、ナップ層はポリウレタン樹脂からなる。また、研磨パッドの圧縮変形量、ナップ層の１００％モジュラスは前述の方法により測定した。
上記超精密研磨工程後、ガラス基板に付着した研磨砥粒（コロイダルシリカ）を除去するため、低濃度のケイフッ酸水溶液で洗浄後、純水によるリンスを行った。
以上のようにして得られたガラス基板のうねりＰＶ、キズ欠陥数、トータル欠陥数を以下のようにして測定し、その結果を表１に示した。
うねりＰＶについては、基板主表面の中心１０ｍｍ×１０ｍｍの領域を、非接触表面形状測定機（Zygo社製 NewView6300）で測定した。基準線に対する最高点と最低点の高さの差をもって、うねりＰＶ（ｎｍ）とした。なお、表１中のうねりＰＶ（ｎｍ）の値は、基板１０枚の平均値であり、小数点第二位を四捨五入した。
また、基板主表面の１３２ｍｍ×１３２ｍｍの領域を、マスクブランクス欠陥検査装置（レーザーテック社製 MAGICS M6640）にて測定後、レビュー像により欠陥種類を特定し、基板１枚当りのキズ欠陥数とトータル欠陥数をカウントした。なお、表１中のキズ欠陥数とトータル欠陥数の値は、基板１０枚の平均値であり、小数点第一位を四捨五入した。
うねりＰＶについては、基板主表面の中心１０ｍｍ×１０ｍｍの領域を、非接触表面形状測定機（Zygo社製 NewView6300）で測定した。基準線に対する最高点と最低点の高さの差をもって、うねりＰＶ（ｎｍ）とした。なお、表１中のうねりＰＶ（ｎｍ）の値は、基板１０枚の平均値であり、小数点第二位を四捨五入した。
また、基板主表面の１３２ｍｍ×１３２ｍｍの領域を、マスクブランクス欠陥検査装置（レーザーテック社製 MAGICS M6640）にて測定後、レビュー像により欠陥種類を特定し、基板１枚当りのキズ欠陥数とトータル欠陥数をカウントした。なお、表１中のキズ欠陥数とトータル欠陥数の値は、基板１０枚の平均値であり、小数点第一位を四捨五入した。
上記表１に示すとおり、研磨パッドの圧縮変形量の値が小さくなる、およびナップ層の１００％モジュラスの値が大きくなるに従ってうねりのＰＶ値が小さくなり、それにより基板主表面へのトータル欠陥数及びキズ欠陥数も大きくなっていることが確認できる。
次に、上述の粗研磨工程、精密研磨工程、超精密研磨工程を５バッチ（１バッチ１０枚）行い、５０枚のガラス基板を準備した。
続いて、このガラス基板の表裏両面の表面形状（表面形態、平坦度）を平坦度測定器（Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｔｒｏｐｅｌ社製ＵｌｔｒａＦｌａｔ２００Ｍ）で測定した（測定領域１３２ｍｍ×１３２ｍｍ）。その結果、ガラス基板表面及び裏面の平坦度は約２００ｎｍであった。
ガラス基板表面の表面形状（平坦度）の測定結果は、測定点ごとにある基準面に対する高さの情報としてコンピュータに保存するとともに、ガラス基板を所望の平坦度にするための必要除去量をコンピュータで計算した。
続いて、このガラス基板の表裏両面の表面形状（表面形態、平坦度）を平坦度測定器（Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｔｒｏｐｅｌ社製ＵｌｔｒａＦｌａｔ２００Ｍ）で測定した（測定領域１３２ｍｍ×１３２ｍｍ）。その結果、ガラス基板表面及び裏面の平坦度は約２００ｎｍであった。
ガラス基板表面の表面形状（平坦度）の測定結果は、測定点ごとにある基準面に対する高さの情報としてコンピュータに保存するとともに、ガラス基板を所望の平坦度にするための必要除去量をコンピュータで計算した。
次に、ガラス基板面内を加工スポット形状領域ごとに、必要除去量に応じた局所表面加工の加工条件を設定した。事前にダミー基板を用いて、実際の加工と同じようにダミー基板を、一定時間基板を移動させずにスポットで加工し、その形状を上記表裏面の表面形状を測定する装置と同じ測定機にて測定し、単位時間当たりにおけるスポットの加工体積を算出した。そして、スポットの情報とガラス基板の表面形状の情報より得られた必要除去量に従い、ガラス基板をラスタ走査する際の走査スピードを決定した。
設定した加工条件に従い、磁気流体による基板仕上げ装置を用いてＭＲＦ（磁気粘弾性流体）加工法により、ガラス基板の表裏面平坦度が上記の基準値以下となるように局所的表面加工処理をして表面形状を調整した。研磨スラリーは、酸化セリウムを使用した。局所加工後、仕上げ研磨を行った。
その後、ガラス基板を塩酸水溶液が入った洗浄槽に約１０分間浸漬した後、純水によるリンス、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）乾燥を行った。
以上のようにして、ＥＵＶマスクブランク用ガラス基板を得た。
その後、ガラス基板を塩酸水溶液が入った洗浄槽に約１０分間浸漬した後、純水によるリンス、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）乾燥を行った。
以上のようにして、ＥＵＶマスクブランク用ガラス基板を得た。
得られたガラス基板に対し、主表面の表面形状を平坦度測定器（Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｔｒｏｐｅｌ社製 ＵｌｔｒａＦｌａｔ２００Ｍ）で測定した。また、ガラス基板主表面の１３２ｍｍ×１３２ｍｍの領域を、マスクブランクス欠陥検査装置（レーザーテック社製 MAGICS M6640）にて測定後、レビュー像により欠陥種類を特定し、基板１枚当りのキズ欠陥数とトータル欠陥数をカウントした。なお、表２中のキズ欠陥数とトータル欠陥数の値は、基板５０枚の平均値であり、小数点第一位を四捨五入した。
得られた基板について、１３２ｍｍ×１３２ｍｍ領域の平坦度３０ｎｍ以下の歩留り、基板５０枚中、最も良好な平坦度、キズ欠陥数、トータル欠陥数を纏めて表２に示した。
得られた基板について、１３２ｍｍ×１３２ｍｍ領域の平坦度３０ｎｍ以下の歩留り、基板５０枚中、最も良好な平坦度、キズ欠陥数、トータル欠陥数を纏めて表２に示した。
上記表２に示すとおり、超精密研磨工程で使用する研磨パッドの特性が本発明で規定する範囲の場合、超精密研磨工程後のガラス基板のうねりが小さく、また、形成されるキズの深さも比較的浅いため、歩留りは７６％〜８２％と高く、また、トータル欠陥数、キズ欠陥数も１０個以下と良好であった。特に、研磨パッドの圧縮変形量が６０μｍ以上３００μｍ以下であって、且つ、ナップ層を構成する樹脂の１００％モジュラスが６ＭＰａ以上１２ＭＰａ以下の場合、歩留り、欠陥数ともに良好な値が得られた。
一方、比較例１のように、超精密研磨工程で使用する研磨パッドのナップ層の硬度（１００％モジュラス）が高い場合、うねりの値は非常に小さな値に抑えられ、平坦度３０ｎｍ以下の歩留まりは高いが、超精密研磨工程により形成されるキズが深く、その後に行われた局所加工、仕上げ研磨でも取りきれずに、トータル欠陥数、キズ欠陥数ともに非常に多い値となった。これらの欠陥は、多層反射膜で完全に消すことができないため、多層反射膜付き基板や、反射型マスクブランクの欠陥となる。
また、比較例２、３のように、超精密研磨工程で使用する研磨パッドのナップ層の硬度（１００％モジュラス）が低いか、又は、研磨パッドの圧縮変形量が大きい場合、トータル欠陥数、キズ欠陥数は非常に小さい値となったが、超精密研磨工程後のうねりが大きいため、平坦度３０ｎｍ以下の歩留まりは４６％（比較例２）、３８％（比較例３）と低い値となった。
また、比較例２、３のように、超精密研磨工程で使用する研磨パッドのナップ層の硬度（１００％モジュラス）が低いか、又は、研磨パッドの圧縮変形量が大きい場合、トータル欠陥数、キズ欠陥数は非常に小さい値となったが、超精密研磨工程後のうねりが大きいため、平坦度３０ｎｍ以下の歩留まりは４６％（比較例２）、３８％（比較例３）と低い値となった。
＜多層反射膜付き基板の作製＞
上記の実施例１で得られたＥＵＶマスクブランク用ガラス基板上に、以下のようにして多層反射膜を形成した。基板上に形成される多層反射膜は、１３〜１４ｎｍの露光光波長帯域に適した多層反射膜とするために、Ｍｏ膜／Ｓｉ膜周期多層反射膜を採用した。
即ち、多層反射膜は、ＭｏターゲットとＳｉターゲットを使用し、イオンビームスパッタリングにより基板上に交互に積層して形成した。
上記の実施例１で得られたＥＵＶマスクブランク用ガラス基板上に、以下のようにして多層反射膜を形成した。基板上に形成される多層反射膜は、１３〜１４ｎｍの露光光波長帯域に適した多層反射膜とするために、Ｍｏ膜／Ｓｉ膜周期多層反射膜を採用した。
即ち、多層反射膜は、ＭｏターゲットとＳｉターゲットを使用し、イオンビームスパッタリングにより基板上に交互に積層して形成した。
まず、Ｓｉターゲットを用いて、Ｓｉ膜を４．２ｎｍ成膜した。続いて、Ｍｏターゲットを用いて、Ｍｏ膜を２．８ｎｍ成膜した。これを一周期として４０周期積層した後、Ｓｉ膜を４．２ｎｍ成膜した。さらに、その上に、ＲｕＮｂからなる保護膜（膜厚２．５ｎｍ）をイオンビームスパッタリング法によって成膜した。
この保護膜表面に対し、１３．５ｎｍのＥＵＶ光を入射角６．０度で反射率を測定したところ、反射率は６３％であった。
以上のようにして、多層反射膜付き基板を作製した。
この得られた多層反射膜付き基板の主表面の表面粗さは、二乗平均平方根粗さ（ＲＭＳ）で、0.13nmと良好であった。
この保護膜表面に対し、１３．５ｎｍのＥＵＶ光を入射角６．０度で反射率を測定したところ、反射率は６３％であった。
以上のようにして、多層反射膜付き基板を作製した。
この得られた多層反射膜付き基板の主表面の表面粗さは、二乗平均平方根粗さ（ＲＭＳ）で、0.13nmと良好であった。
＜ＥＵＶリソグラフィー用反射型マスクブランクの作製＞
上記で作製した多層反射膜付き基板の保護膜上に、吸収体膜として、ＴａＢＮ膜（膜厚５６ｎｍ）とＴａＢＯ膜（膜厚１４ｎｍ）の積層膜をDCマグネトロンスパッタリング法によって成膜した。
こうして、ＥＵＶリソグラフィー用反射型マスクブランクを作製した。
上記で作製した多層反射膜付き基板の保護膜上に、吸収体膜として、ＴａＢＮ膜（膜厚５６ｎｍ）とＴａＢＯ膜（膜厚１４ｎｍ）の積層膜をDCマグネトロンスパッタリング法によって成膜した。
こうして、ＥＵＶリソグラフィー用反射型マスクブランクを作製した。
＜ＥＵＶリソグラフィー用反射型マスクの作製＞
次に、この反射型マスクブランクを用いて、半導体デザインルールにおけるＤＲＡＭ ｈｐ２０ｎｍ世代のパターンを有するＥＵＶリソグラフィー用反射型マスクを以下のように作製した。
まず、上記反射型マスクブランク上に電子線描画用レジスト膜を形成し、電子線描画機を使用して所定のパターン描画を行い、描画後、現像によりレジストパターンを形成した。
次に、このレジストパターンをマスクとして、フッ素系ガス（ＣＦ４ガス）によりＴａＢＯ膜を、塩素系ガス（Ｃｌ２ガス）によりＴａＢＮ膜をドライエッチングし、吸収体膜に転写パターンを形成した。
さらに、吸収体膜パターン上に残ったレジストパターンを熱硫酸で除去し、反射型マスクを得た。
次に、この反射型マスクブランクを用いて、半導体デザインルールにおけるＤＲＡＭ ｈｐ２０ｎｍ世代のパターンを有するＥＵＶリソグラフィー用反射型マスクを以下のように作製した。
まず、上記反射型マスクブランク上に電子線描画用レジスト膜を形成し、電子線描画機を使用して所定のパターン描画を行い、描画後、現像によりレジストパターンを形成した。
次に、このレジストパターンをマスクとして、フッ素系ガス（ＣＦ４ガス）によりＴａＢＯ膜を、塩素系ガス（Ｃｌ２ガス）によりＴａＢＮ膜をドライエッチングし、吸収体膜に転写パターンを形成した。
さらに、吸収体膜パターン上に残ったレジストパターンを熱硫酸で除去し、反射型マスクを得た。
得られた反射型マスクの最終確認検査を行ったところ、半導体デザインルールにおけるＤＲＡＭ ｈｐ２０ｎｍ世代のパターンを設計通りに形成できていることが確認できた。
次に、得られた本実施例の反射型マスクを用いて、半導体基板上へのＥＵＶ光によるパターン転写を行うと、半導体デザインルールＤＲＡＭ ｈｐ２０ｎｍ世代のパターンが高精度で形成された半導体装置を製造することができる。
次に、得られた本実施例の反射型マスクを用いて、半導体基板上へのＥＵＶ光によるパターン転写を行うと、半導体デザインルールＤＲＡＭ ｈｐ２０ｎｍ世代のパターンが高精度で形成された半導体装置を製造することができる。
１ 基板
２ 多層反射膜
３ 保護膜
４ 吸収体膜
１０ 多層反射膜付き基板
２０ 反射型マスクブランク
３０ 反射型マスク
１７ 研磨パッド
２ 多層反射膜
３ 保護膜
４ 吸収体膜
１０ 多層反射膜付き基板
２０ 反射型マスクブランク
３０ 反射型マスク
１７ 研磨パッド
Claims (7)
- 回転面に研磨パッドを備える定盤に、基板をセットし、前記研磨パッドと前記基板との間にシリカ又はコロイダルシリカの研磨砥粒を含む研磨液を供給しつつ、前記研磨パッドの研磨面に対して前記基板を相対移動させ、前記基板の主表面を研磨する研磨工程を備えるＥＵＶリソグラフィー用マスクブランク用基板の製造方法であって、
前記研磨パッドは、少なくとも、基材と、前記基材上に形成され、表面に開孔を有する発泡した樹脂からなるナップ層とからなり、
前記研磨パッドの圧縮変形量が３３０μｍ以下であり、
前記ナップ層を形成する樹脂の１００％モジュラスが３ＭＰａ以上１４ＭＰａ以下であることを特徴とするＥＵＶリソグラフィー用マスクブランク用基板の製造方法。 - 前記マスクブランク用基板は、多成分系ガラス基板であることを特徴とする請求項１に記載のＥＵＶリソグラフィー用マスクブランク用基板の製造方法。
- 前記多成分系ガラス基板は、ＳｉＯ２−ＴｉＯ２系ガラスであることを特徴とする請求項２に記載のＥＵＶリソグラフィー用マスクブランク用基板の製造方法。
- 前記研磨工程の後、前記主表面の表面形態情報を測定する表面形態情報測定工程と、
前記表面形態情報測定工程で得られた測定結果に基づいて、所望の平坦度となるように前記主表面の場所ごとに加工条件を設定して局所加工する局所加工工程と、
前記局所加工工程の後、所望の平滑度となるように仕上げ研磨する仕上げ研磨工程と、
を有することを特徴とする請求項１に記載のＥＵＶリソグラフィー用マスクブランク用基板の製造方法。 - 請求項１乃至４のいずれかに記載の製造方法により得られるマスクブランク用基板の前記主表面上に、露光光を反射する多層反射膜を形成することを特徴とするＥＵＶリソグラフィー用多層反射膜付き基板の製造方法。
- 請求項１乃至４のいずれかに記載の製造方法により得られるマスクブランク用基板の前記主表面上、若しくは、請求項５に記載の多層反射膜付き基板の前記多層反射膜上に、転写パターン形成用薄膜を形成することを特徴とするＥＵＶリソグラフィー用マスクブランクの製造方法。
- 請求項６に記載の製造方法により得られるマスクブランクにおける前記薄膜をパターニングして、転写パターンを形成することを特徴とするＥＵＶリソグラフィー用転写マスクの製造方法。
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